Saturno, dopo Giove è il secondo più grande pianeta del Sistema Solare. È un gigante gassoso, con un raggio medio di circa nove volte e mezzo quello della Terra, ma essendo costituito essenzialmente di idrogeno ed elio ha una densità minore di 1, circa un ottavo della densità media della Terra.
A conferma della sua costituzione chimica, anche se Saturno è grande quasi quanto Giove, ha meno di un terzo della massa di Giove. Saturno orbita attorno al Sole a una distanza media di circa 1,43 milioni di km (circa dieci volte maggiore di quella
terrestre), con un periodo orbitale di 29,45 anni.
Saturno è celebre per i suoi anelli, ma durante il 2025 essi diventeranno temporaneamente invisibili dalla Terra a causa dell'inclinazione del pianeta. Vediamone il motivo:
Intanto il piano dell’orbita di Saturno e quello dell’orbita terrestre intorno al sole (o piano dell’eclittica) sono davvero quasi coincidenti. Infatti l'inclinazione orbitale di Saturno è di circa 2,48 gradi rispetto all'eclittica, il che rende impossibile cercare il motivo dell’occultamento degli anelli qui.
Ma Saturno oltra a ruotare attorno al Sole ruota anche su se stesso ed il suo asse di rotazione è inclinato di circa 26,7 gradi rispetto alla perpendicolare al piano della sua orbita. Questo è simile all'inclinazione assiale della Terra (23,5 gradi) ed è la ragione per cui Saturno ha le stagioni, anche se le stagioni saturniane durano molto più a lungo di quelle terrestri a causa della lunga durata del suo anno (29,5 anni terrestri).
Ora gli anelli di Saturno si trovano attorno all'equatore del pianeta, quindi condividono la stessa inclinazione assiale di 26,7 gradi rispetto al piano dell'orbita. Di conseguenza, durante il ciclo orbitale di Saturno, la visione degli anelli dalla Terra varia: dipende dalla direzione di vista dalla Terra.
La vista migliore si ha quando il piano equatoriale di Saturno (e quindi anche degli anelli) forma un angolo di circa 27° con la direzione di vista, ovvero la congiungente Terra-Saturno. Questa situazione si verifica in due modi diversi, a seconda che gli anelli siano visti da nord o da sud di Saturno, come illustrato nelle due figure seguenti.
Fig.1 Schema del pianeta visto dall’alto (gennaio 2018)
Fig.2 Schema del pianeta visto dal basso (gennaio 2033)
A metà strada tra Fig.1 e Fig.2 di ha una situazione di vista ‘di taglio’ gli anelli scompaiono per qualche mese. Essi sono infatti molto sottili (da 2 m a 2 km) e formano una linea praticamente invisibile come in Fig.3, quando il piano degli anelli si allinea con la nostra linea di vista. Quando ciò accade, gli anelli appaiono così sottili da diventare quasi invisibili per noi. Questo fenomeno è chiamato
"passaggio del piano degli anelli" o "anelli di taglio".
L'ultimo passaggio si è verificato nel 2009, e il prossimo si verificherà approssimativamente nel 2025. In questo periodo, per alcuni mesi, gli anelli non saranno visibili dai telescopi terrestri o appariranno come una sottile linea, quasi impercettibile.
Fig.3 Gli anelli sono ‘eclissati’
Siccome l’inclinazione degli anelli dipende essenzialmente dalla posizione di Saturno sulla sua orbita attorno al Sole, l’alternanza delle posizioni di vista ha un ciclo di 29,5 anni. Possiamo anche illustrare questo movimento , con una animazione (time-lapse di 1 anno e 29 frames, quindi un anno saturniano circa):
L’inclinazione degli anelli rispetto alla linea di osservazione varia quindi con regolare periodicità ogni 29,5 anni. Nel caso di Saturno la precessione degli equinozi è lunghissima, più di un milione di anni e quindi non ci interessa (mentre nel caso della Terra essa vale 25772 anni) e possiamo considerare il suo asse di rotazione è invariante rispetto alle stelle fisse. La fig.4 seguente ci riassume appunto questo andamento ciclico.
Fig.4 Andamento ciclico dell’angolo degli anelli rispetto al sole (eliocentrico) 2020-2050
Se invece osserviamo questo angolo (tilt angle) dalla Terra l’andamento è più complesso per via del contemporaneo movimento dei due corpi su orbite diverse. La fig.5 riporta ad esempio la magnitudine apparente di Saturno ( che dipende principalmente dal tilt angle degli anelli ma anche dalla sua distanza dalla Terra).
Ricordiamoci che più è grande la magnitudo, meno è visibile l’oggetto celeste.
Fig.5 Magnitudo apparente di saturno e sua distanza dalla Terra 2020-2050
Quindi il 2025 si dimostra un anno del tutto sfavorevole per l’osservazione; dovremo aspettare il 2032 dove il valore di magnitudo arriverà a -0,5.
Per concludere: quando e dove possiamo osservare Saturno ? Essendo il suo piano orbitalico così poco inclinato rispetto all’eclittica, esso segue praticamente il percorso solare sulla volta celeste, ma non ovviamente in concomitanza con esso. Il periodo migliore per osservarlo è quando tramonta qualche ora dopo il sole, a meno di voler fare qualche alzataccia. La fig.6 seguente ci aiuta in questa ricerca, riportando per il periodo 2024-2030 l’angolo orario tra Saturno ed il Sole. I periodi più propizi sono dati dalla linea blu in basso, ma non troppo. Infatti se è troppo vicino al sole non è più visibile (linea verde)
Fig.6 angolo orario tra il Sole e Saturno. Linea blu - tramonta dopo il
Sole, linea rossa - lo precede all’alba e linea verde – è troppo vicino alla
nostra stella